Фундаменты на скальных грунтах: Фундамент на скале | Загородный дом на скальном основании. — Загородый дом

Устройство фундаментов в скальных грунтах

Скальные грунты в практике  строительства встречаются очень редко. В большей части грунтами  являются изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткой  связью между зернами (спаянные и сцементированные), залегающие в виде  сплошного массива или трещиноватого слоя. Такие грунты служат надежным  основанием зданиям при условии, что слой грунта, находящийся под  породой, вполне устойчив и не вымывается водой.

Грунт скальный — грунт, состоящий из кристаллитов одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурные связи кристаллизационного типа.

Скальные грунты имеют высокую несущую способность и малую деформативность и являются надежным основанием.

Скальные грунты обычно залегают в виде сплошного массива или трещиноватого слоя. Под нагрузкой от зданий и сооружений скальные грунты не сжимаются и являются наиболее надежным естественным основанием.

Устройство фундаментов в скальных и грунтах связано с большими трудностями доставки на место монтажа сборных фундаментов, тяжелых мощных машин и т. д., поэтому стараются использовать естественную прочность грунта. Вместо фундаментов из сборного железобетона в скальных грунтах закладываются анкерные стержни, заливаемые цементным раствором. По достижении цементным раствором необходимой прочности выполняется надскальная часть фундамента в виде металлической колонки или из монолитного железобетона.

До начала бурения в скале вырубают приямок. После установки последнего стержня все анкерные стержни данного фундамента устанавливают в проектное положение, крепят инвентарными фиксаторами и только после этого заливают раствором. Цементный раствор применяется с водоцементным отношением 1:2 с включением добавок. Бетонирование надскальных железобетонных блоков производится обычным порядком.

Фундамент на таком грунте можно строить с минимальными углублениями. Минусом такого грунта является практически полное отсутствие возможности строить подвалы.

Глубина заложения фундамента для скальных и полускальных пород может быть любой и не зависит от уровня грунтовых вод или глубины промерзания.

Если верхние четвертичные отложения обладают небольшой мощностью, то целесообразно их прорезать и опереть фундаменты на скальные грунты. Целесообразно также применение свай-стоек или буровых опор. Их немного заглубляют в скальный грунт.

3. Строительство на крайнем севере

К районам крайнего севера относят районы с продолжительностью зимнего периода от 185 до 305 дней, а также районы с низкими зимними температурами воздуха в сочетании с частыми зимними сильными ветрами и снежными заносами на значительной части территории. Для этих районов характерны повышенная влажность воздуха на побережье морей и океанов, малая естественная освещенность территории в холодные периоды года, вечномерзлое состояние грунта, почти полное отсутствие растительности.

Конструкции жилых и общественных зданий в этих условиях ориентируют на максимальную степень сборности с учетом недостаточного развития или большого удаления базы строительной индустрии, а также на применение легких транспортабельных деталей и изделий.

В районах Крайнего Севера особое внимание уделяют теплозащитным свойствам наружных ограждений, воздухонепроницаемости стен, окон и дверей, утеплению притворов: остекление окон принимают тройное. Следует избегать устройства крыш сложного профиля, способствующих образованию больших снеговых отложений.

На фасадах зданий не рекомендуется устройство ниш, поясов и других выступающих деталей или западающих элементов. Вход в жилые и общественные здания устраивают с двойным тамбуром, по возможности с поворотом по направлению движения. Устройство лоджий, как правило, не допускается, а в районах с наиболее суровым климатом не допускается и устройство балконов.

Поверхностный слой грунта, промерзающий зимой и оттаивающий летом, называется деятельным слоем. В районах вечной мерзлоты в качестве оснований зданий и сооружений могут быть использованы как вечномерзлые грунты, так и грунты деятельного слоя и талые.

В зависимости от гидрогеологических, климатических условий участка строительства, характера и структуры грунтов основания в практике строительства принимается один из двух принципов использования вечномерзлых грунтов в качестве оснований:

1.Грунты основания используют в мерзлом состоянии в течение всего периода эксплуатации здания или сооружения;

Принцип 1 применяют при твердомерзлых и пластичномерзлых грунтах. Возведение фундаментов ведется при отрицательных температурах. Фундаменты применяют свайные или столбчатые. Котлованы для столбчатых фундаментов отрывают буровыми машинами в виде скважин диаметром 800 мм и более. Сваи погружают в предварительно пробуренные скважины. Диаметр скважины принимают несколько больше диаметра сваи и перед погружением сваи часть скважины заливают глиняным раствором, который хорошо заполняет зазоры между сваей и грунтом и , замерзая, обеспечивает надежное сцепление между ними.

Проектирование фундаментов на скальных и элювиальных грунтах.

Проектирование фундаментов на скальных и элювиальных грунтах.

Лекция № 13

Особенности строительства на скальных и элювиальных грунтах.

Многие считают, что скальные грунты всегда являются идеальными основаниями для любых сооружений. Это представление связано с тем, что монолитный скальный грунт или отдельные куски скальной породы обладают высокой прочностью и ничтожной сжимаемостью, соизмеримыми с характеристиками бетона или железобетона, однако, существующая классификация грунтов свидетельствует о большой изменчивости строения, а следовательно, и свойств скальных грунтов.

Верхняя часть земной коры в результате процессов выветривания представляет постепенный переход от дисперсной зоны, сложенной глинистыми грунтами с возрастающим по глубине содержанием щебня, к обломочной зоне, переходящей к низу в глыбовую и далее — в трещиноватую скальную породу (рисунок 13.1). Таким образом, основанием фундамента в этих условиях может явиться как щебенистый пылевато-глинистый грунт (

первая зона), так и обломочный или трещиноватый скальный грунт (вторая или третья зона).

К элювиальным грунтам относят продукты выветривания коренных скальных пород, остающиеся на месте. Переход от элювиальных грунтов к скальным породам осуществляется постепенно, их минеральный состав определяется составом коренных пород, а содержание крупных фракций значительно увеличивается с глубиной.

 

Рисунок 13.1. Упрощенная схема инженерно-геологического расчленения коры выветривания (по Г.С. Золотареву)

Р. Гудман выделяет следующие характерные типы контакта поверхности скальных и рыхлых горных пород (рисунок 13.2). Случай на рисунке 13.2,

аявляется идеальным, когда кровля скальных пород относительно горизонтальна, а породы слабо трещиноваты. В этом случае опирание фундамента на скальное основание наиболее целесообразно. В случае, рассмотренном на рис. 13.2, б, имеет место развитая толща элювиальных грунтов. Поверхность скалы может быть выражена нечетко, при этом свойства грунтов будут заметно изменяться как по глубине, так и в горизонтальном направлении, что затрудняет выбор отметки подошвы фундамента. Карстовые породы, представленные на рисунке 13.2, в, обладают особыми свойствами.

Достаточно часто встречается напластование различных по жесткости пород (например, переслаивание жестких песчаников и мягких аргиллитов), представленное на рисунке 13.2,

г. Здесь уже основание обладает анизотропией свойств, причем передача нагрузки от фундамента на жесткие слои породы малой толщины может вызвать их изгиб при действии местной нагрузки.

Разломы (крупные тектонические трещины) в основании (рисунок 13.2, д) могут явиться причиной значительных неравномерных деформаций из-за различного залегания кровли породы и уровня подземных вод по обе стороны разлома, повышенной трещиноватости массива вблизи разлома и возможных подвижек по его оси. Наконец, неоднороднаятрещиноватосгь различных участков скального массива (рисунок 13.2,

е) также может явиться причиной неравномерных деформаций сооружения вследствие смыкания трещин или взаимного проскальзывания по ним отдельных блоков породы.

 

Рисунок 13.2. Характерные типы контакта кровли скальных и подошвы рыхлых грунтов (по Р.Гудману): а – рыхлые отложения на коренных породах; б – контакт элювия со скальным грунтом; в – карстовые грунты; г – переслаивание жестких и мягких скальных грунтов; д – зона тектонического разлома; е – неоднородная трещиноватость скальных грунтов

В зависимости от минерального состава скальные и элювиальные грунты могут быть подвержены внешним воздействиям:

разрушению и распадуагрегатов сланцев, аргиллитов, алевролитов и других пород под влиянием атмосферных осадков, растворению и выносу гипса или каменной соли подземными водами, набуханию или просадке элювиальных грунтов и некоторых скальных пород при увлажнении и т. д.

Отмеченные выше особенности оснований, сложенных скальными и элювиальными грунтами, вызывают необходимость проведения детальных инженерно-геологических и геотехнических изысканий для строительства, качество которых в значительной мере влияет на надежность и экономичность принимаемых инженерных решений. Особые сложности возникают при определении характеристик прочностных и деформационных свойств грунтов. Как правило, для ответственных сооружений в этих случаях используются полевые методы исследований.

Следует отметить, что в процессе инженерно-геологических изысканий не всегда удается получить необходимую информацию о строении и свойствах массива (наличие и расположение трещин, зон дробления, прослоек нескальных грунтов и т. п.). Часто эти сведения приходится уточнять при вскрытии котлованов под фундаменты. Поэтому одна из задач при проектировании на скальных и элювиальных грунтах заключается в выборе таких типов и конструкций фундаментов, которые могли бы быть оперативно модифицированы и приспособлены к изменившимся условиям непосредственно во время строительства.

Степень выветрелости скальных грунтов рекомендуется устанавливать путем сопоставления плотности ρвыветрелой породы в условиях природного залегания с плотностью ρ_uневыветрелой (монолитной) породы. Чем ближе значения ρ и ρ_u, тем менее выветрена скальная порода. Допускается величину ρ_u принимать равной плотности частиц скального грунта ρ_r.

Количественная оценка степени выветрелости производится по коэффициенту выветрелости k_ur , который определяется по формуле:

k_ur = 1- I_ur, (13.1)

где I_ur= (ρ_r — ρ)/ ρ — показатель выветрелости.

Классификация скальных и элювиальных грунтов по степени выветрелости в соответствии с их классификацией по прочности приведена в таблице 13.1.

Таблица 13.1. Классификация грунтов по κ_ur и R_c

 

Фундаменты на скальных грунтах.

Закладка фундаментов в массиве скальных грунтов целесообразна, если мощность слоя четвертичных отложений относительно невелика и позволяет осуществить возведение фундаментов в открытом котловане, использовать сваи или буровые опоры. В любом случае целесообразность такого решения должна быть подтверждена технико-экономическим расчетом.

Размеры подошвы фундаментов определяются расчетом по первой группе предельных состояний.

Несущую способность F_d забивных свай, свай-оболочек, набивных и буровых свай, опирающихся на скальный грунт, следует определять как для свай-стоек в соответствии с правилами, приведенными в СНиП 2.02.03 – 85 и СП 24.1333.2011. Свайные фундаменты.

При наличии значительных горизонтальных нагрузок необходимо выполнять проверку устойчивости фундамента на сдвиг по подошве и опрокидывание. Фундаменты, устраиваемые под опоры линий электропередачи, под телебашни и другие сооружения, испытывающие воздействие ветровых нагрузок, должны проверяться расчетом на выдергивание.

Присутствие в основании сооружений наклонно падающих трещин, зон сдвигов, особенно при расположении сооружений на откосах, требует проведения расчетов устойчивости, использующих расчетную схему сдвига по заданной поверхности скольжения. В этом случае нагрузки, передаваемые на скальное основание, могут оказаться ограниченными меньшими пределами, чем определенные по формуле.

Расчеты скальных оснований по деформациям, как правило, не производятся. Исключение могут составлять только особо ответственные сооружения с жесткими требованиями к неравномерным осадкам при значительной неоднородности оснований. Для расчетов сооружений (например, плитных фундаментов) может возникнуть необходимость определения контактных напряжений. Указанные расчеты следует выполнять в соответствии со СНиП 2.02.02 — 85 «Основания гидротехнических сооружений».

При небольшой глубине залегания кровли скальных грунтов применяют монолитные фундаменты, сооружаемые в открытых котлованах. Особое внимание при этом следует уделять обеспечению сохранности поверхности скалы и ее защите от разрушения. Разработка котлована должна вестись мелкошпуровыми зарядами с оставлением защитного слоя и его ручной доборкой непосредственно перед укладкой бетона. Не следует допускать длительного увлажнения поверхности грунта атмосферными или подземными водами. Особенно это опасно в случае сильно размокающих полускальных грунтов. При продолжительных сроках строительства или перерывах в работе вскрытая поверхность скального грунта должна защищаться с помощью распыления асфальтового или бетонного покрытия.

Вскрытые котлованом в местах постановки фундаментов крупные трещины очищают от заполнителя, промывют водой под давлением и заделывают цементно-песчаным раствором на глубину, равную 4…5 ширинам их раскрытия. Более значительные ослабленные зоны, обычно приуроченные к местам пересечения или сгущения трещин, расчищают и заполняют тощим бетоном с уплотнением.

При возведении монолитных фундаментов для уменьшения объема разработки скального грунта поверхность основания под подошвой фундамента часто обрабатывают уступами (рисунок 13.3, а). Такую же обработку применяют для повышения устойчивости фундамента на сдвиг при наличии значительных горизонтальных нагрузок от сооружения. В случае больших выдергивающих нагрузок устраивают выпуски анкеров из фундамента, заделываемых в нижележащий скальный массив. При наклонном залегании кровли скалы подошву фундамента выполняют в виде ступенек (рисунок 13.3, б).

Рисунок 13.3. Характерные схемы фундаментов на скальных грунтах: а,б – фундаменты с уступчатой и ступенчатой подошвой; в – свая – оболочка; г – опускные колодцы; 1 – свая – оболочка; 2 – бетонное заполнение; 3 – арматурный каркас; 4 – буровая скважина в скальном грунте; 5 – скальный грунт; 6 – надфундаментная конструкция; 7 – плита; 8 – опускной колодец

В случае глубокого залегания кровли скальных грунтов применяют свайные фундаменты, сваи-оболочки или опускные колодцы. При использовании забивных свай для лучшего их внедрения в поверхностный слой скалы на острие сваи надевают специальные металлические наконечники.

Сваи-оболочки (рисунок 13.3, в) забуривают в скальный грунт по расчету, но не менее чем на 0,5 м. Диаметр скважины не должен превышать внутренний диаметр оболочки, а для оболочек диаметром 2 м и более обычно диаметр скважины снижается на 20…40%. Скважины в скале армируют каркасом из стержней диаметром не менее 26 мм и спиралью диаметром 8… 10 мм с шагом 10…12 см. Оболочки, опираемые на скальные грунты, могут нести значительные сжимающие нагрузки (10 МН и более). Для восприятия этих сил оболочки обычно полностью заполняются бетоном. В толстостенных оболочках иногда удается ограничиться устройством нижней бетонной пробки.

Значительные затруднения часто возникают при посадке на скальные грунты опускных колодцев. При наклонном залегании скалы не всегда удается равномерно опереть колодец по всему периметру (рисунок 13.3, г), кроме того, верхние слои скальных грунтов могут быть разрушены процессами выветривания и подлежат удалению. Это бывает сопряжено со специальными сложными работами, а иногда и с переоборудованием колодца в кессон.

Выработки под тяжело нагруженные опоры могут вскрыть субвертикальные трещины, зоны дробления породы и разломы с раскрытием, соизмеримым с площадью опирания. В таких случаях обычно идут на дополнительное заглубление фундаментов до отметок, на которых ослабленные зоны выйдут за пределы площади опирания. Например, в процессе сооружения буровых опор под одно из зданий в Чикаго, проектная глубина заложения которых в доломиты составляла около 50 м, пришлось увеличить глубину заложения опор до 60 м, пока зона пересекающихся трещин не вышла из площади опирания.

Субгоризонтальные трещины вблизи поверхности чаще всего раскрыты вследствие разгрузки массива в процессе эрозии. Находясь вблизи подошвы фундамента, такие трещины могут служить причиной неравномерных осадок. В этом случае целесообразна закладка фундаментов или устройство буровых свай с опиранием ниже зоны развития субгоризонтальных трещин или их расчистка и последующая цементация.

---

Дата добавления: 2015-07-07; просмотров: 3352 | Нарушение авторских прав

---

 

 

---

mybiblioteka.su — 2015-2022 год. (0.02 сек.)

как правильно выбрать тип фундамента, чтобы он идеально подходил к грунту — ТЕХНОНИКОЛЬ

При укладке фундамента важно следить не только за перевязкой арматуры, обустройством опалубки и другими техническими деталями процесса. Огромное значение имеет и грунт, на котором будет стоять дом. Во многом именно от него зависит, насколько долговечной и прочной окажется вся постройка.

Специально, чтобы вам было проще разобраться, мы подготовили простую и понятную статью-гайд, в которой разберем:

• какие бывают грунты и в чем их особенности;
• как на выбор фундамента влияют грунтовые воды;
• чем опасен мерзлый грунт;
• какой вид фундамента лучше выбрать для каждой разновидности грунта.

Виды грунтов

Для начала разберемся, какие грунты в принципе существуют, потому что многие непрофессионалы не видят между ними особой разницы. А она есть и довольно существенная. Грунты, применяемые в качестве основания, бывают скальные и нескальные/дисперсные (пески, глины, суглинки, супеси, илы, торфы).

Скальные грунты – наиболее надёжные. Они прочны, не проседают, не размываются и не вспучиваются. Залегают в виде сплошного массива.

Типов нескальных грунтов очень много. Мы расскажем только о наиболее базовых разновидностях.

Крупные и средние пески (или как их еще называют дисперсные несвязанные) — сыпучие в сухом состоянии и непластичные во влажном. Одна из главных особенностей в том, что они фильтруют воду и не способны ее капиллярно поднимать. Кроме того, песчаные грунты уплотняются и проседают под сильной нагрузкой.

Глины, суглинки, илы, торфы, пылеватые пески (дисперсные связанные), наоборот, пластичны во влажном состоянии. Они могут сжиматься и размываться, а также капиллярно поднимать воду.

Капиллярная вода – это вода, которая удерживается в грунте адгезионными или капиллярными силами и постоянно присутствует, независимо от наличия или отсутствия горизонта подземных вод или осадков.

Капиллярное поднятие воды – эффект, при котором грунтовая вода поднимается по пустотам капиллярного размера. Происходит это под действием сил поверхностного натяжения.

Влияние подземных вод на прочность фундамента

Уровень подземных вод – это уровень, ниже которого грунт насыщен водой. Это очень важный параметр при выборе типа фундамента и системы гидроизоляции. Дело в том, что он подвержен сезонным изменениям и сильно влияет на поведение некоторых видов грунта. Например, как мы упоминали выше, глинистые грунты намного пластичнее именно во влажном состоянии.

Если не учитывать этот параметр, в итоге подобная халатность может привести к плохим последствиям. Например, по фундаменту или даже по всему зданию пойдут трещины.

Воздействие морозного пучения на фундамент

Сезонные колебания температур – еще один важный фактор, о котором не стоит забывать. Ведь при замерзании насыщенная водой масса грунта значительно увеличивается в объеме, начинает давить на заглубленные конструкции и выталкивать их из земли.

Это явление называют морозным пучением – при промерзании происходит увеличение объёма и деформация дисперсных грунтов, а в итоге образуются выпуклые формы на их поверхности.

Все дисперсные связанные грунты («глины» в нашей классификации) относятся к пучинистым грунтам.

Но само морозное пучение – это еще не главная проблема. Вспучивание грунта никогда не бывает равномерным: в некоторых местах он поднимается выше, чем в других. Из-за этого весь фундамент дома может перекосить, в результате чего на нем самом и на фасаде появятся трещины.

Чтобы избежать подобных неприятностей, нужно изначально определить глубину промерзания грунта и заложить фундамент ниже нее. Благодаря этому, даже если вы строите на насыщенном водой грунте, дом без проблем простоит долгие годы.

Виды фундаментов и категории грунтов, для которых они лучше всего подходят

Столбчатый фундамент

Один из самых доступных и простых в создании фундаментов. Как правило, его используют на грунтах, которые не подвержены морозному пучению и сдвигам.

Ленточный фундамент

Заглубленный ленточный фундамент обладает большей несущей способностью, чем столбчатый. Как правило, специалисты не рекомендуют использовать такой фундамент на грунтах подверженных морозному пучению.

Плитный фундамент

Такой вид считается самым надежным и способным выдержать высокие нагрузки. Его можно использовать на любых грунтах, даже на самых слабых и подверженных морозному пучению.

Свайный фундамент

Данный вид фундамента применяют на слабых и подвижных грунтах, прорезая поверхностные слабые грунты и передавая действующие нагрузки на нижележащие более прочные слои.

А с какими трудностями при постройке фундамента на сложных почвах сталкивались вы? Поделитесь своим опытом в комментариях.

Винтовые сваи для скального грунта

Часто у владельцев загородных участков возникает вопрос: можно ли использовать винтовые сваи для скального грунта? Этот тип почвы является наиболее прочным: он обладает высокой несущей способностью и не размягчается под воздействием влаги. Такой грунт считается универсальным для любого типа фундаментов, но от установки свай на нем лучше отказаться. Рассмотрим его особенности подробнее.

Особенности и характеристики скальных грунтов

Скальный грунт представляет собой сплошной массив породы, в котором могут быть трещиноватые слои. Такой тип грунта представляет собой очень твердую почву, не подверженную промерзанию, она практически не сжимается и не подвержена силам морозного пучения. В перечень скальных пород входят известняки, песчаники, доломитные, гранитные породы. Дом, возведенный на скале, будет особенно прочным, такое естественное основание выдерживает даже очень большую нагрузку.

Калькулятор винтовых свай

КАЛЬКУЛЯТОР СТОИМОСТИ УСЛУГ

СТОИМОСТЬ: 0 руб

Уточняйте стоимость при заказе

Глубина заложения фундамента зависит от несущей способности конкретного типа почвы. Диапазон заглубления под строительство варьируется от 1 до 2,5 метров в зависимости от размеров и веса здания. Базальтовые и гранитные грунты выдерживают нагрузку до 50 тонн на 1 квадратный метр. Наиболее подходящими типами оснований на таких почвах станут мелкозаглубленный ленточный и столбчатый фундамент. Также может использоваться монолитное плитное основание, оно будет наиболее прочным.

Можно ли использовать сваи на скалистых грунтах?

Фундамент на винтовых сваях в условиях скалистого грунта практически не используется, он не подходит для этого типа почв по целому ряду причин:

• Сложное вкручивание винтовой сваи в каменистый грунт. На пути сваи могут попасться крупные камни, которые вообще не позволят погрузить опору в землю на достаточную глубину.
• Риск деформации сваи при закручивании. Даже в относительно мягком грунте может оказаться крупный камень, при попадании на который свая просто согнется и станет непригодной для использования.
• Невозможность использования в дисперсных грунтах, которые образуются при естественном выветривании скальных пород. После погружения наконечник сваи не может закрепиться в породе, а продолжает уходить вглубь, поэтому здание может со временем оказаться перекошенным.
• Риск повреждения защитного антикоррозийного покрытия сваи при монтаже в каменистую почву. Также возможны частичные обрывы лопастей, нарушения целостности сварных швов – все это снижает прочность основания и уменьшает его несущую способность.

Таким образом строительство на винтовых сваях на скальном грунте нецелесообразно, для таких почв есть более надежные и более доступные по стоимости решения. У скальных пород есть еще один минус – с твердыми почвами сложно работать простыми инструментами, из-за этого приходится привлекать спецтехнику. Она увеличивает стоимость готового основания, существенно увеличивается общая цена установки. Из-за этого нецелесообразно устанавливать плитное основание – подготовка котлована потребует много времени и очень больших финансовых затрат.

Альтернативы свайному фундаменту

Оптимальным вариантом станет столбчатое основание с небольшим заглублением: пробуренные скважины устанавливаются столбы или монолитного бетона, для повышения прочности они могут меть расширения на концах. Монтаж на скале сам по себе обеспечит достаточно высокую несущую способность, нет необходимости существенно углублять основание в грунт. Поскольку он не лает пучения при промерзании, столбы не будут выталкиваться на поверхность.

Еще один широко распространенный вариант – использование ленточного основания с небольшим заглублением в грунт, Монолитный фундамент прослужит не одно десятилетие и будет защищен от разрушения за счет прочности скальной породы.

А так же заказать услуги :

Виды грунтов под фундамент

Грунты играют важнейшую роль в строительстве – именно от типа и характеристик грунта зависит прочность и долговечность дома. Даже если дом строился с соблюдением всех строительных норм и из дорогих и качественных материалов, неучтенные свойства грунта под домом могут привести к частичному или полному разрушению дома.

И для того, чтобы этого не случилось, приступая к строительству своего дома, следует в первую очередь узнать вид грунта под фундамент, его характеристики, глубину промерзания. И только после этого решать, какой тип фундамента применить.

Читайте также: Как выбрать резак для гипсокартона, преимущества и особенности использования

Виды грунтов

Важно понимать, разные виды грунтов имеют совершенно разные характеристики, и ведут себя при осадках, морозах и жаре по-разному.

Существуют пять основных видов грунтов:

• 1. Глинистые грунты;
• 2. Песчаные;
• 3. Пылеватые грунты;
• 4. Скалистые;
• 5. Обломочные.

Все эти виды имеют разные показатели по однородности, связанности, водонепроницаемости, трения, пластичности, сжимаемости, разрыхления и др.

Глинистые грунты

Основание из глинистых грунтов является самым сложным для строительства – это и высокая просадка, и пучение при промерзании.

Глинистые грунты в своем составе имеют небольшие – меньше 0,01 мм частицы, достаточно влагоемки.

Подразделяются глиняные грунты на три подвида:

1. Суглинки. В составе суглинков от 10 до 30% частиц глины. Определить этот тип почвы просто, достаточно скатать шарик и сдавить его – если потрескался по краям, то это суглинок.
2. Супесь. В ее составе менее 10% частей глины, при раскатывании на ладонях она крошиться.
3. И, наконец, глины. Здесь наибольшее содержание глинистых частиц, более 30%. Это пластичный грунт, и при сдавливании шарика глины она не трескается.

Читайте также: Устройство фундамента и его разновидности

Для глинистых грунтов рекомендуется тщательные расчеты по нагрузки здания, и хорошо подобранный тип фундамента. Дело в том, что помимо пучения, глинистые грунты подвержены очень длительной осадке, что может негативно сказаться на конструкции дома.

Песчаные грунты под фундамент

Пожалуй, песчаные грунты являются полной противоположностью глинистым грунтам в контексте применения для строительства. Состоят такие грунты из частиц размером от 0,1 до 2 мм.

Песчаные грунты – это несвязанные грунты, проще говоря, связей между частицами у них нет. Основные плюсы песчаных грунтов:

• простота земляных работ. Такой грунт очень удобен для копки траншей или небольшого котлована вручную, даже если число рабочих рук сильно ограниченно. Единственное неудобство – края довольно активно осыпаются.
• быстро и хорошо уплотняется, распределяя нагрузку по всему основанию.
• песчаный грунт не пучинистый, имеет неплохую водонепроницаемость. То есть, при промерзании свойства грунта остаются практически неизменными. Рекомендуемая глубина заложения фундамента на песчаных грунтах – 60-80 см., в зависимости от уровня грунтовых вод.

Читайте также: Особенности сооружения столбчатого фундамента с железобетонным ростверком

Пылеватые грунты

Пылеватые грунты — это образования, получаемые путем химического или механического выветривания. Для таких грунтов характерно содержание пылеватых частиц в количестве более 25%. Пылеватые грунты немного отличаются друг от друга по минералогическому составу, однако в целом являются плохо пригодными к возведению фундамента. Они непрочны, при взаимодействии с водой превращаются в жижу, утрачивают связанность, оплывают и теряют устойчивость, что делает их практически непредсказуемыми по поведению к конструкции фундамента. Пылеватые пески при замерзании набухают и вспучиваются, что вызывает сильное давление на стенки фундамента дома. Если у вас участок состоит из пылеватых грунтов, то требуется обязательная консультация со специалистами, возможно понадобиться замена грунта.

Скалистые грунты

Скалистые грунты отлично подходят для возведения фундамента, являясь плотной и надежной основой, хотя и встречаются довольно редко. Как правили, скалистые грунты состоят из следующих пород: гранит, доломи, базальт, известняк, диабаз, песчаник. Скальные породы либо выходят на поверхность, либо покрыты слоем плодородной почвы, как правило, достаточно тонким.

Здания, построенные на скальных грунтах, почти не подвергаются осадки, так как грунт хорошо держит даже большие нагрузки. Скальный грунт морозостоек, не размокает при воздействии воды. Данные свойства позволяют возводить фундамент прямо на поверхности, не применяя даже технологию мелкозаглубленных фундаментов.

Однако есть и недостаток. Если требуется устройство подвала, то это может оказаться достаточно трудоемкими и дорогостоящим процессом – скальный грунт очень сложен в разработке и требует мощной специально техники.

Читайте также: Как выбрать сварочный аппарат, типы и характеристики

Обломочные грунты

Обломочные или крупнообломочные грунты — это смесь песка, глины и крупных, от 10 см и более, частиц. Такой грунт содержит более 50% гальки и щебня, поэтому почти не дает осадки зданию.

Обломочные грунты, в свою очередь, подразделяются на типы:

• 1. Валунный, с диаметром фракций более 200 мм, если в составе больше частиц с неокатанными гранями – называют глыбовым.
• 2. Гравийный – с диаметром частиц более 2 мм, если частицы неокатанные – дресвяный.
• 3. Галечниковый тип, диаметр фракций более 10 мм, при неокатанных гранях – щебенистый.

И хотя обломочные грунты немного уступают скальным по прочности, тем не менее это надежное основание, почти не промерзает, не размывается, слабопучинист. Однако земляные работы на обломочном грунте довольно сложны и трудоемки, это следует помнить, планируя постройку дома.

Другие типы грунтов

Помимо выше перечисленных основных типов, существуют еще целый ряд разновидностей:

•   — Лёссовые и лёссовидные грунты. Это глинистые грунты, в составе которых содержатся более 50% пылеватых частиц. При увлажнении дают большую и неравномерную просадку, поэтому без дополнительных мер не пригодны для устройства фундаментов.
•   — Биогенные грунты. К таким типам относятся: торфы, заторфованные грунты и сапропели или ил пресноводный. То есть грунты с высоким содержанием органики.

  Это мягкий грунт с низкой несущей способностью, что делает его не пригодным для строительства. Выходов есть несколько: использовать винтовые сваи; если слой торфяника не слишком толстый, то можно попробовать применить глубоко заглубленный фундамент, располагая его на нормальном грунте; если слой толстый, то поможет только замена грунта.

•   — Насыпные грунты. Самые неоднозначные естественные основания для дома, и в каждом индивидуальном случае оценивать его несущие способности следует отдельно.

Читайте также: Горбыль – виды и характеристики пиломатериала, где применяют

Все дело в том, что насыпные грунты – это искусственные новообразования, появившиеся на месте засыпки оврагов, свалок мусора или других неровностей с целью получения ровного участка. И свойства насыпных грунтов в первую очередь зависят от того, чем засыпали, сколько засыпали и на что засыпали. Кроме того, плотность и несущая способность зависит и от «возраста» засыпки – чем дольше грунт лежит и самоуплотняется, тем лучше.

Как правило, насыпные грунты дают сильную и неравномерную осадку, пучинисты и неоднородны. Единственное – рефулированные насыпные грунты, полученные путем перекачки земленасосом при очистке рек, прудов и озер. Такая насыпка послужит надежным и прочным основанием под фундамент.

В.В. Охотин

Вениамин Васильевич Охотин

Выдающийся русский ученый, один из основоположников отечественного и мирового грунтоведения. После окончания Нижегородской духовной семинарии (1910) блестяще окончил Варшавский университет и защитил магистерскую диссертацию: «Твердость и пластичность черноземов в связи с их химическим составом» на ученую степень кандидата естествознания (1914). Был рекомендован продолжить образование во Фрайбергской горной академии, но учебе помешала Первая мировая война. В.В.Охотин активный участник Перовой мировой войны и гражданской войны, где в сначала в должности штабс-капитана воевал начальником штаба 1 Воздухоплавательной армии на Северном фронте, затем начальником мастерских в воздухоплавательной части Красной Армии, оборонявшей Петроград. После демобилизации в 1921 г поступил на должность ассистента кафедры почвоведения Петроградского сельскохозяйственного института, работая под руководством проф. Н.И.Прохорова и академика К.Д.Глинки. Здесь в почвенной лаборатории в 1922 году впервые в России начал систематическое изучение физико-механических грунтов в дорожных целях, которые продолжил в 1923-1930 гг. в Дорбюро ГУМЕС. В 1929/1930 году совместно с П.А.Земятченским организует на геологическом факультете Ленинградского государственного университета первую в мире кафедру грунтоведения. С 1933 и до своей смерти в 1954 ее бессменный заведующий. Перу В.В. Охотина принадлежит 47 работ, многие из которых послужили началом новых направлений в грунтоведении и вошли в «золотой фонд» отечественной и мировой науки.
Основные труды: «Методы и указания по исследованию грунтов для дорожного дела» (1928), «Классификация частиц грунтов» (1932), «Дорожное почвоведение и механика грунтов» (1934), «Физические и механические свойства грунтов в зависимости от их минералогического состава и степени дисперсности» (1937). Им написан учебник «Грунтоведение» (1940) первое систематическое описание физико-механических свойств грунтов. Вениамин Васильевич успешно работал в области разработки методики полевых почвенно-грунтовых исследований в дорожных целях, в области создания и усовершенствования методики определения гранулометрического состава и физико-механических свойств грунтов. Им разработаны гранулометрические классификации грунтов и грунтовых частиц, а также дорожная классификация грунтов, изучено влияние отдельных факторов (степени дисперсности, минералогического состава, состава поглощенных оснований) на свойства грунтов. Важнейшее значение имели его пионерские работы в области технической мелиорации грунтов.
Вклад Вениамина Васильевича Охотина в грунтоведение огромен и бесспорен.
Память о нем всегда будет жить в его работах.

Выбор типа фундамента для загородного дома

Как выбрать подходящий тип фундамента для постройки дома.

Фундамент нового здания является самой ответственной его частью, правильное проектирование и строительство которого является гарантией долговечности постройки. Основные задачи фундамента здания:

• Перераспределение и равномерная передача нагрузок от здания подлежащему грунту.
• Передача нагрузок от здания грунтам с удовлетворительными   и стабильными механическими свойствами.
• Сохранение стабильности положения здания.
• Создание плоского и твердого основания для возведения конструкций здания.

Как известно, существуют большое разнообразие типов фундаментов. Как же выбрать правильную конструкцию фундамента? Правильно выбранный фундамент должен быть экономически и технологически оправдан в строительстве, быть безопасным, и обеспечивать стабильное положение здание на протяжении всего строка строительства и эксплуатации.

Основным фактором правильного выбора фундамента являются свойства подлежащего грунта, рельеф местности и условия окружающей среды (сезонные колебания температур воздуха и грунта, воздействие поверхностных и грунтовых вод, ветров и осадков) определяющие, какие нагрузки и воздействия будут действовать на единую систему, включающую грунтовое основание, фундамент и возведенные на нем конструкции. Выбранная конструкция фундамента должна предусматривать минимальное изменение положения фундамента и дома  при изменении свойств подлежащего грунта, как при высыхании, так и при насыщении его водой, как при замораживании грунта, так и после его размораживания, при воздействии вод, ветра и осадков.

Оценка свойств подлежащего грунта для выбора типа фундамента

Прежде чем принимать решение о выборе типа фундамента необходимо получить представление о свойствах подлежащего грунта на месте постройки дома. Необходимо выяснить состав грунтов на глубинах до 3-х метров, определить их несущую способность, выявить возможную неоднородность слоев грунта, определить наличие грунтов, которые могут быстро или постепенно значительно сжиматься под нагрузкой либо при обводнении, степень увеличения объема грунтов при замерзании (пучинистость). Необходимо выяснить  глубину залегания грунтовых вод и возможности массированного поступления поверхностных вод или осадков. Также необходимо предусмотреть возможность подвижки грунтов при строительных работах по соседству, либо при сползании слоев грунта по склонам, возможность размыва и выветривания грунтов, наличия полостей или других скрытых опасностей в грунте. Только собрав все эти данные, можно объективно подойти к выбору надежного типа фундамента.

Основные виды грунтов и выбор подходящих типов фундаментов

Пригодность грунта для использования того или иного типа фундамента складывается из возможности воспринимать нагрузки от здания, передаваемые через фундамент без существенного изменения объема и физических свойств. Большое значение имеет изменение свойств грунта при водонасыщении и замерзании. Чем меньше изменяется объем и несущая способность грунта при попадании в него воды, чем меньше воды удерживает грунт, чем быстрее он способен от нее освободиться, чем меньше расширяется при замерзании – тем грунт пригоднее для строительства.

Скальные, крупнообломочные, песчаные грунты – скала, валунный грунт, галечниковый, щебенистый, гравийный, дресвяный, гравелистый и крупный пески – малосжимаемый под нагрузкой, обладают хорошими дренажными свойствами и минимальным потенциалом расширения (до 3,5%) как по горизонтали, так и по вертикали при промораживании.

Если к скальному грунту примешиваются органические осадочные породы (илистый гравий, илистый песок), то такие скальные грунты приобретают средний потенциал подъема при замерзании (3,5-7%), при сохранении хороших дренажных свойств и минимальном потенциале горизонтального расширения при замерзании.

При смешении скальных пород с глиной, которая обладает свойством хорошо удерживать в своей структуре воду, такие грунты (глинистый гравий,  песчано-глинистая гравийная смесь,  глинистые пески) сохраняя небольшой потенциал горизонтального расширения при замерзании,  также приобретают средний потенциал подъема при замерзании (3,5-7%) и посредственные дренажные свойства.

При уменьшении фракции минерального заполнителя грунта ухудшаются и его механические свойства. Пылеватый и мелкий песок, мелкий глинистый песок,  глинистый суглинок с умеренной пластичностью приобретают высокий потенциал подъема при морозном пучении (более 7%), при посредственных дренажных свойствах

Скальные крупнообломочные и песчаные грунты допускают широкое применение поверхностных и малозаглубленных типов фундаментов. Использование на скальных грунтах заглубленных типов фундаментов чаще всего технологически и экономически неоправданно.

Глинистые грунты из-за своей мелкочешуйчатой структуры способны удерживать значительное количество воды, обладают посредственными или плохими дренажными свойствами и существенным потенциалом подъема при замерзании. Кроме того, глинистые грунты обладают длительными (годы) периодами осадки под нагрузкой от здания. Также глинистые грунты способны уменьшаться в объеме при высыхании в жаркое и сухое время года, при изменении уровня грунтовых вод, при росте крупных лиственных деревьев, испаряющих много влаги из грунта.

Так, низко-  и средне пластичные глины, гравелистые глины, илистые глины, песчанистые  глины и тощие глины обладают посредственными дренажными свойствами и средним потенциалом подъема и расширения при замерзании.

Пластичные и жирные глины крайне плохо дренируются, обладают средним потенциалом подъема  и высоким горизонтальным потенциалом расширения при замерзании.

Глинистые грунты требуют использования либо заглубленный ниже уровня промерзания фундаментов, либо использования малозаглубленных и поверхностных фундаментов в сочетании с хорошим дренированием и утеплением грунта, способных уменьшить потенциал пучения этих грунтов.

Илистые неорганические и органические илистые грунты, торф и сапропель  характеризуются самой плохой несущей способностью, плохими дренажными свойствами и существенным потенциалом подъема и расширения при замерзании.

Строительство на таких грунтах возможно с помощью замены или постоянной пригрузки сжимаемого грунта, прорезания толщи грунта сваями или заглубленными фундаментами при условии устройства хорошего дренирования и утепления грунтов.

Выбор типа фундамента исходя из пучинистости грунта

Практически непучинистые грунты (твердые глинистые грунты, мало водонасыщенные гравелистые, крупные и средние пески, мелкие и пылеватые пески, а также пески мелкие и пылеватые, содержащие менее 15 % по массе частиц мельче 0,05 мм. Крупнообломочные грунты с заполнителем до 10 %) позволяют устраивать сборные фундаменты из несвязанных между собой элементов: фундаментных блоков, стоек.

Слабопучинистые грунты (полутвердые глинистые грунты, средне водонасыщенные  пылеватые и мелкие пески, крупнообломочные грунты с заполнителем (глинистым, песком мелким и пылеватым) от 10 до 30 % по массе) допускают использование сборных фундаментов, элементы которых укладываются на подушку из непучинистых материалов, и связываются между собой выпусками арматуры, а швы замоноличиваются. Поверх сборных фундаментов требуется устраивать монолитные железобетонные пояса.

Среднепучинистые грунты (тугопластичные глинистые грунты. Насыщенные водой  пылеватые и мелкие пески. Крупнообломочные грунты с заполнителем (глинистым, песком пылеватым и мелким) более 30 % по массе) требуют устройства монолитных железобетонных фундаментов.

Сильно и чрезмерно пучинистые грунты (Мягкопластичные глинистые грунты. Насыщенные водой пылеватые и мелкие пески) требуют устройства монолитных железобетонных фундаментов на подушке из непучинистых материалов, с устройством дренирования грунта и водоотведения, с утеплением фундамента и грунта, с усилением стен армированными железобетонными поясами (при строительстве из каменных стеновых материалов).  

Структура залегания грунтов и подходящие виды фундаментов

Глубокий однородный слой твердого скального, крупнообломочного, песчаного  грунта, либо однородный глубокий слой слежавшегося грунта позволяют использовать все виды поверхностных, малозаглубленных и заглубленных  фундаментов исходя из технологической и экономической целесообразности. Для легких конструкций (каркасные, щитовые, деревянные малоэтажные дома) допустимо использовать сборные фундаменты. Для массивных каменных домов лучше использовать монолитные железобетонные фундаменты различного вида (плиты, решетки, ленты).

Слой мягкого сжимаемого грунта на твердой основе потребует прорезания верхнего ненадежного слоя грунта сваями или заглублением ленточного или плитного фундамента до твердой основы.

Слой мягкого сжимаемого грунта на мягкой основе потребует использования для легких зданий поверхностных плавающих видов фундаментов, таких как плитный фундамент, ленточный фундамент на бетонной подушке с возможной предварительной пригрузкой мягкого грунта слоем песка или песчано-гравийной смеси. Для тяжелых каменных домов потребуются глубокие забивные сваи, заглубленная монолитная железобетонная плита или кессонный фундамент.

Перемежающиеся слои твердого и мягкого грунта для легких задний потребуют использования поверхностных плавающих видов фундамента (плита, лента на широкой монолитной бетонной подушке), либо прорезания слоев мягкого грунта с опорой на твердые слои с помощью заглубленных фундаментов (сваи, заглубленная лента, заглубленная плита или кессонный фундамент).

Насыпные грунты. Насыпи требуют послойного (слоями до 20 см) уплотнения при укладке. Если уплотнения не производить, то, при строительстве фундаментов с опорой на насыпь придется ожидать сроков самоуплотнения насыпей: щебеночные (крупнообломочные) и песчаные насыпи самоуплотняются за 3 — 12 месяцев, глинистые – за 24 — 60 месяцев. Срок самоуплотнения песчаных отвалов и свалок – от 24 до 120 месяцев, каменистых крупнообломочных – 12 — 60 месяцев, глинистых – 120  – 360 месяцев.    

Выбор типа фундамента исходя из рельефа местности

Движения подлежащего под фундаментом грунта могут быть вызваны особенностями рельефа местности. На участке с уклоном рельефа при глинистых или мелкопесчаных грунтах всегда существует тенденция сдвига верхних слоев грунта вниз по склону.

При строительстве на склоне могут понадобиться меры по закреплению грунтов, отводу грунтовых и ливневых вод и устройству хорошего дренажа грунта вокруг здания.  Высокий уровень грунтовых вод может значительно ухудшить прочность грунтов – особенно глинистых. Несущая способность фундамента на склоне может быть меньше из-за меньшего сопротивления грунтов с одной из сторон фундамента. Чем больше угол склона, тем меньше несущая способность грунтов.

Международный строительный код (раздел R403.1.7 IBC/IRC-2012) вводит следующие  ограничения на строительство зданий вблизи склонов с уклоном   более 33,3% (соотношение длины и высоты склона меньше, чем 3 к 1): Крайние точки фундамента должны быть расположены на расстоянии от вершины уклона не менее, чем на 1/3 всей высоты склона, но не менее чем в 12 метрах от края склона. Дом под склоном может быть расположен не ближе чем ½ высоты склона, но не ближе 4,5 м к склону.

Фундамент на территории, прилежащей к склону допускается устраивать только на слежавшихся плотных грунтах, с достаточным расчетным сопротивлением нагрузке, как по вертикали, так и по горизонтали, что должно исключить крены и смещения основания здания.    Минимальная высота надземной части фундамента должна быть выше бордюрного камня на улице или положения люка водозабора ливневой канализации как минимум на 305 мм + 2%.

Для всех типов рельефа подойдет свайный фундамент, где головы свай жестко защемлены в монолитном железобетонном ростверке, придающем жесткость всей конструкции и снижающим вероятность подвижки отдельных свай.

Монолитный железобетонный ленточный фундамент, где основание находится в горизонтальной плоскости или ступенчатый ленточный фундамент можно устраивать на ровных пологих уклонах.  

Поверхностную монолитную железобетонную плиту можно устраивать на пологих ровных уклонах  при условии предварительного террасирования и выравнивания в горизонт строительной площадки.

Обзор применимости самых распространенных типов фундаментов. 

Поверхностный столбчатый фундамент (поверхностные опоры): используется на непучинистых или слабопучинчитых твердых грунтах на ровной поверхности для легких неответственных сооружений (каркасные, щитовые, деревянные). 

Малозаглубленный ленточный фундамент: используется при удовлетворительных механических свойствах поверхностных слоев грунта, при условии однородности подлежащих грунтов, отсутствии скрытых полостей, возможностей просадок, размывов, выветривания, сползания слоев грунта при обеспечении дренирования грунта и его утепления для снижения сил морозного пучения. Может использоваться на ровных пологих склонах. При слабой несущей способности грунтов устраивается поверх широкой железобетонной подушки. Подходит как для легких малоэтажных конструкций, так и для домов из массивных материалов.

Заглубленный ленточный фундамент: используется при залегании грунтов с удовлетворительными механическими свойствами на глубинах до 2-х метров, на сильно и чрезмернопучитнистых  грунтах. Может использоваться на ровных пологих склонах. При слабой несущей способности грунтов устраивается поверх широкой железобетонной подушки. Подходит как для легких малоэтажных конструкций, так и для домов из массивных материалов. Имеет те же ограничения, что и малозаглубленный ленточный фундамент.

Фундамент поверхностная или малозаглубленная монолитная железобетонная плита: используется на пучинистых, слабонесущих грунтах, грунтах с высоким уровнем грунтовых вод, на пологих склонах при условии террасирования склона и выравнивания площадки строительства. Утепленные варианты фундамента рекомендуется для строительства  домов по стандартам энергоэффективного и пассивного дома. Обеспечивает лучшую защиту от проникновения в дом радиоактивных почвенных газов (при условии выполнения мероприятий по защите дома от радона). В варианте с постоянной пригрузкой грунта может быть использован для строительства на сжимаемых органических грунтах, в случаях, когда невозможно выполнить свайный фундамент из-за большой глубины залегания органических грунтов. 

Фундамент заглубленная монолитная железобетонная плита используется в случаях, когда необходимо опереться на глубже залегающие слои грунта с удовлетворительными несущими свойствами с одновременным устройством цокольного этажа или подвала. Не рекомендуется для строительства при высоком уровне грунтовых вод, на склонах. 

Свайный фундамент используется в случаях, когда необходимо прорезать грунты с неудовлетоврительными свойствами и опереться  на глубжезалегающие грунты с требуемыми свойствами. Также сваи можно использовать в случаях, когда толща сжимаемых грунтов обладает достаточной связностью и толщиной, чтобы адекватно воспринимать нагрузку от свай через силу трения их боковых поверхностей. Свайные фундаменты могут применяться чтобы минимизировать воздействие сил морозного пучения, свести к минимуму последствия движения грунтов в результате набухания или усадки почвы вблизи поверхности, для того чтобы противостоять воздействию поверхностных вод (паводки, прибой), сползанию слоев грунта по склонам. 

Андрей Дачник

СТРОИТЕЛЬ ИНЖЕНЕР: Фундаменты на скале.

Горные породы, встречающиеся в природе, могут быть магматическими, осадочными или метаморфическими. Гранит и базальт относятся к первой группе. Гранит в основном состоит из полевого шпата, кварца и слюды, обладает массивной структурой. Базальт представляет собой мелкозернистую горную породу темного цвета. И базальт, и гранит в непогодных условиях служат очень хорошей основой для фундамента. Наиболее важными горными породами, относящимися ко второй группе, являются песчаники, известняки и сланцы. Эти породы легко выветриваются в неблагоприятных условиях окружающей среды, поэтому оценка несущей способности этих типов требует небольшой осторожности.В последнюю группу входят гнейсы, сланцы, сланцы и мраморы. Из этих пород гнейс служит хорошим несущим материалом, тогда как сланец и сланец обладают плохой несущей способностью.

Все камни выдерживают воздействие агрессивной среды. Те, что ближе к поверхности земли, выветриваются больше, чем более глубокие. Если подозревается наличие скального пласта близко к поверхности земли, необходимо исследовать прочность или отсутствие прочности этих пород.

Трещины распространены во всех массивах горных пород. Это слово «соединение» используется геологами для обозначения любой плоскости структурной слабости, кроме разломов внутри массива.Внутри массива осадочных пород трещины латеральны по протяженности и образуют так называемые плоскости напластования, и они однородны по всему пласту в пределах массива изверженных пород. Охлаждающие швы располагаются ближе к поверхности земли, а на большей глубине — с более широкими интервалами. Можно ожидать, что натяжные швы и тектонические швы сохранятся по глубине. В метаморфических массивах открытые кливажные, открытые сланцеватые и открытые гнейсовидные плоскости могут простираться значительно дальше по латерали, чем плоскости напластования осадочных масс.

Разломы и трещины возникают в горных массивах из-за внутренних нарушений. Швы с трещинами и разломами снижают несущую способность скальных толщ.

Поскольку большинство невыветрелых нетронутых горных пород прочнее и менее сжимаемы, чем бетон, определение опорного давления на такие материалы может не потребоваться. Замкнутая порода обладает большей несущей способностью, чем скалы, обнаженные на уровне земли.

Несущая способность горных пород
Несущая способность горных пород часто определяется путем дробления образца керна в испытательной машине.

Образцы, используемые для испытаний, не должны иметь трещин и дефектов.

В горных породах, где существуют плоскости напластования, трещины и другие плоскости ослабления, обычно применяется практика классификации горных пород в соответствии с RQD (Обозначение качества горных пород). В таблице 9.2 приведена классификация несущей способности горных пород в соответствии с RQD. Пек и др. (1974) связали RQD с допустимым давлением на подшипник qa, как указано в таблице 12.5 стандарта

RQD для использования в таблице 12 стандарта .5 должно быть средним в пределах глубины ниже уровня фундамента, равной ширине фундамента, при условии, что RQD достаточно однородна в пределах этой глубины. Если верхняя часть породы на глубине около 5/4 имеет более низкое качество, следует использовать значение этой части.

Таблица 12.5 Допустимое опорное давление qa на сочлененную породу.

Таблица 9.2 Отношение RQD к качеству породы на месте

 

Другая практика, которой обычно следуют, заключается в том, чтобы основывать допустимое давление на неограниченной прочности на сжатие, qu, породы, полученной в лаборатории на образце породы.Коэффициент безопасности от 5 до 8 используется для qu для получения qa. Прошлый опыт показывает, что этот метод является удовлетворительным до тех пор, пока породы на месте не имеют обширных трещин и трещин. В таких случаях может потребоваться принять более высокий коэффициент безопасности.

Если скалы, расположенные рядом с основанием фундамента, сильно трещиноваты/трещиноваты, их можно обработать цементным раствором, что повысит несущую способность материала.

Несущая способность однородного и прерывистого массива горных пород не может быть меньше, чем предел прочности на сжатие массива горных пород без ограничений вокруг основания, и это может быть принято в качестве нижней границы для массива горных пород с постоянным углом внутреннего трения Φ и без ограничений прочность на сжатие ур.Goodman (1980) предлагает следующее уравнение для определения предельной несущей способности qu.

Рекомендации строительных норм и правил
Там, где коренная порода может быть достигнута путем земляных работ, предполагаемое допустимое опорное давление определяется строительными нормами. В таблице 12.7 приведены рекомендации для некоторых строительных норм и правил США.

(PDF) Исследование взаимодействия конструкции и грунта здания из железобетона с фундаментом из скального массива в Каруару, Пернамбуку, Бразилия

5.ВЫВОДЫ

Эффекты взаимодействия грунт-конструкция (SSI) можно было наблюдать для изучаемого варианта конструкции

, который представлял дифференциальные осадки в массиве горных пород, зарегистрированные с помощью полевой аппаратуры. SSI можно анализировать по-разному, учитывая разные этапы строительства, что связано с разными этапами загрузки конструкции и с эволюцией осадок

.

Это наблюдаемое поведение показывает перераспределение нагрузок между колоннами, относящимися к SSI,

, при котором часть рабочих нагрузок между центральными колоннами передается на границы

колонн, с разгрузкой центральной и перегрузкой в ​​границе.Также можно отметить, что

не все центральные колонны, а также все бордюры были разгружены и перегружены, соответственно

подавляющее большинство наблюдаемых этапов строительства, что также было замечено Дан-

Зигер и др. (2005) и Сантос (2016).

Анализ величины осадок показывает ее важность, так как наиболее

сильно нагруженные столбы не всегда располагаются в центральной части плана здания, как и не всегда наименее нагруженные в

граница; при этом более подробное и последовательное представление о

перераспределении нагрузок может быть представлено в соответствии с этим анализом.Таким образом, данное исследование

взаимодействия грунта с фундаментами зданий в скальном массиве показывает большую актуальность для

литературы, относящейся к предложенной теме.

6. ССЫЛКИ

БРАЗИЛЬСКАЯ АССОЦИАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ. 2010. NBR 6122: Проектирование и строительство фундаментов,

, Рио-де-Жанейро, с. 91.

ДАНЗИГЕР, Б. Р., КАРВАЛЬО, Э. М. Л., КОСТА, Р. В., ДАНЗИГЕР, Ф. А. Б. 2005. Тематическое исследование с

анализом взаимодействия структуры почвы.Журнал гражданского строительства, н. 23, с. 43-54.

GUSMÃO, AD 1994. Актуальные аспекты взаимодействия грунта и конструкции в зданиях. Почвы и горные породы,

том. 17, н. 1, с. 47-55.

ЛИ, И. К.; БРАУН, П. Т. 1972. Анализ взаимодействия структуры и фундамента. Журнал структурного отдела видения

, ASCE, vol. 98, н. СТ11, с. 2413-2431.

МЕЙЕРХОФ, Г. Г. 1953. Некоторые недавние фундаментальные исследования и их применение в дизайне. Structural En-

gineering, Londres, vol.31, с. 151-167.

МОРРИС, Д. 1966. Взаимодействие сплошных рам и почвенных сред. Журнал структурного подразделения,

ASCE, vol. 92, н. СТ5, с. 13-44.

POULOS, HG 1975. Анализ осадки структурных фундаментных систем. В: Конференция Юго-Восточной Азии —

по почвоведению, 4., 1975, Куала-Лумпур, материалы … Куала-Лумпур: 1975. с. 52-62.

SANTOS, M. J. A. P. 2016. Взаимодействие грунт-конструкция: анализ конкретного случая с мониторингом осадок с начала строительства.139 ф. Диссертация (магистр инженера-строителя), Государственный университет

, университет Рио-де-Жанейро, Рио-де-Жанейро.

ВИНКЛЕР, Э. 1867. Die Lehre Von Elasticitaet Und Festigkeit. 1-е изд., Х. Доминик, Прага.

Распространенные типы грунтов для строительства фундаментов

Когда дело доходит до установки фундамента, одной из самых больших проблем, с которыми сталкиваются подрядчики, является строительство на различных типах грунта. Несмотря на кажущуюся безобидность, тип почвы потенциально может оказать существенное влияние на проекты по ремонту и установке фундамента.Каждый тип грунта имеет разные свойства, которые могут повлиять на то, как поддерживается фундамент здания.

Для подрядчиков и других компаний, занимающихся ремонтом фундаментов, знание типа грунта до начала проекта может сделать работу более эффективной, поскольку вы сможете определить наилучшее решение для установки фундамента.

Отчет о грунте — это один из способов определить тип грунта, над которым будет работать компания, помогая тем, кто работает в отрасли, лучше рассчитать несущую способность песка, а также глубину и состав других грунтов под начальным слоем.В этой статье мы собираемся кратко рассмотреть некоторые из распространенных типов почв, наиболее идентичных почвенным тестам.

Глина

Глина — это обширная почва, состоящая из мельчайших частиц. При намокании глина сильно расширяется, а при высыхании значительно сжимается. Когда глина влажная, она очень податлива, ее можно легко перемещать, манипулировать и сдвигать. Эти экстремальные изменения могут оказывать большое давление на фундамент, обычно заставляя его смещаться вверх и вниз или трескаться, поэтому глина обычно не является лучшей почвой для строительства жилого или коммерческого здания.

Торф

Торфяная почва обычно темно-коричневого или черного цвета и легко поддается сжатию из-за того, сколько воды она может удерживать. Этот тип почвы образован разложившимся органическим материалом, обычно встречается вблизи водно-болотных угодий и является чрезвычайно пористым. Как и глина, торф при намокании расширяется, а в очень сухих условиях не только сжимается, но и является потенциально пожароопасным. Это очень плохой грунт с точки зрения поддержки, так как фундаменты наиболее устойчивы на грунтах, которые не смещаются и не меняют структуру в зависимости от погодных условий и не имеют низкой несущей способности.

Ил

Илистый грунт состоит из более мелких частиц, поэтому он способен дольше удерживать воду. Однако из-за своей склонности удерживать влагу почва холодная и плохо дренируется. Это заставляет илистую почву расширяться, оказывая давление на фундамент и ослабляя его, что делает его не идеальным для поддержки фундамента.

Песок и гравий

При уплотнении гравием и другими материалами песок не удерживает воду. Следовательно, это не вызовет смещения каких-либо структур над ним.Песок и гравий имеют самые крупные частицы различных типов почвы, поэтому они не удерживают влагу, но легко дренируются. Когда почва и песок уплотнены и влажны, они довольно хорошо держатся вместе. Кроме того, если они уплотнены, они создают хорошую почву для поддержки фундамента из-за их неудерживающих воду свойств. Однако во влажном состоянии частицы теряют свое трение и могут быть смыты, что может привести к образованию зазоров под фундаментом и вызвать проблемы с оседанием в будущем.К счастью, качественные винтовые опоры являются эффективным решением для фундаментов, построенных на песке и поддерживаемых им.

Рок

Существуют разновидности горных пород, такие как известняк, коренная порода и песчаник — все они обладают исключительно высокой несущей способностью, что делает их подходящим типом грунта для поддержки жилых или коммерческих зданий. Крайне важно, чтобы поверхность камня была ровной, прежде чем строить фундамент, в противном случае фундамент необходимо закрепить на месте с помощью анкеров.

Суглинок

Когда речь идет об идеальном типе грунта для фундамента, лучшим вариантом может быть суглинок.Как правило, суглинок представляет собой смесь глины, ила и песка. Суглинок темного цвета, мягкий, сухой и рассыпчатый на ощупь. Суглинок отлично подходит для поддержки фундаментов благодаря своим равномерно сбалансированным свойствам, особенно тому, как он равномерно справляется с влагой и, как правило, не расширяется или не сжимается настолько, чтобы вызвать повреждение. Суглинок является хорошей почвой для поддержки фундамента и здания, если на поверхность не попадают разные почвы.

Как видите, существует множество типов грунтов, некоторые из которых создают больше проблем, чем другие, когда дело доходит до фундамента.Однако то, что вы имеете дело с типом грунта, который не обеспечивает наилучшей поддержки для фундамента, не означает, что это невозможно сделать.

Компания Magnum Piering производит высококачественные стальные сваи и расходные материалы для фундаментов глубокого заложения и ремонта фундаментов. Когда вы используете наши продукты, вы не только получаете качественные материалы для работы, но и получаете поддержку команды, которая предлагает геотехническую и инженерную поддержку для фундаментных работ — мы даже можем отправить представителя на место, чтобы помочь с установкой продукта! Наши инженеры являются экспертами в установке и проектировании винтовых свай, и они готовы обеспечить максимально гладкий процесс установки.

Чтобы узнать больше о наших продуктах для установки стальных свай и простенков или наших услугах по установке на месте, свяжитесь с Magnum Piering сегодня!

Лучший пирс для моего фонда

Эта статья — просто способ, который позволит вам обнаружить и понять, что находится под вашим жилищем. Цель этой статьи не в том, чтобы помочь вам спроектировать офисные здания, и ничто не заменит расчеты архитектора или проектного бюро.

Как выбрать лучший пирс для моего фонда?

Обычно существует несколько типов фундаментов для фундаментов: ступенчатые фундаменты (для наклонного грунта) и утепленные фундаменты (которые размещаются на точке, например, под столбом).Ступенчатый тип фундаментов выполняется на специфических грунтах, т.е. на неустойчивых почвах, на каменистых почвах или при добавлении дополнительных земель к существующим землям. Поэтому железобетонная плита также должна быть очень толстой, чтобы быть устойчивой, а основание, на которое она будет уложена, — максимально однородным.

Обычно используется в строительстве, фундаменты могут быть железобетонными или нет. Вы должны убедиться, что ваш бетон равномерно залит и покрывает все ваши фундаменты.Учтите, что диаметр и размеры вашей арматуры будут зависеть исключительно от результатов инженерно-геологического исследования и плана вашего жилища.

Следует отметить, что траншея под фундамент индивидуального дома должна быть не менее 23 дюймов в глубину и не менее 20 дюймов в ширину. Наконец, расставьте рамки в местах расположения будущих столбов. На практике идея будет состоять в том, чтобы разместить шпильки по углам контейнеров, другими словами, там, где конструкция должна поддерживаться фундаментом.Чтобы сделать фундамент, бетон обязательно должен быть залит за один раз. Ваш бетон должен покрывать все ваши рамы.

Арматура

Ваша арматура не должна касаться земли. Затем поместите фундаментные рамы непосредственно в траншеи, соединив их с помощью клеевых рам. Начните с размещения деревянных трюмов через каждые два метра на дне траншеи.

У будущих владельцев есть несколько возможностей, и они смогут обратиться к наиболее классическим бетонным основаниям.После заливки бетона разровняйте его по всей поверхности. Это позволит вам соединить фундамент дома с остальной частью здания.

Если вы хотите узнать ответ на вопрос: «Как выбрать сваю, которая лучше всего подходит для моего фундамента?» Ну, специалисты по реставрации обычно полагаются на винтовые сваи. Следует также отметить, что фундаменты из бетонных блоков идеально подходят для влажных или подверженных затоплению территорий.

Это означает, что на фундаменты должны быть установлены металлические каркасы.Вы начнете заливать бетон в одном из углов траншеи, а затем сразу же распределите его, чтобы предотвратить его высыхание. Обязательно свяжите все рамы проволокой, чтобы они не ослабли при заливке бетона.

Невозможно узнать размер котлованов фундамента без проведения обследования грунта. В дополнение к тому, что они являются самоокупаемыми, некоторые дома можно построить просто и быстро, а их фундамент не является синонимом больших объемов работ.

Какой тип грунта подходит для фундамента зданий или домов? — Почва имеет значение, получайте совок!

Как в городе, так и в сельской местности выбор участков с наилучшей почвой является важным инженерным решением в процессе строительства.Живете ли вы в доме, кондоминиуме или квартире, ваш дом связан с почвой. Ваша школа, здание, в котором вы работаете, магазины, в которых вы делаете покупки, — все они построены на земле и часто вместе с ней.

Фундаменты зданий должны быть на устойчивых и прочных грунтах. Почвы различаются по прочности. Некоторые почвы способны выдержать небоскреб, в то время как другие почвы не в состоянии выдержать вес человека. Если почва под зданием неустойчива, фундамент здания может треснуть, просесть или, что еще хуже, здание может упасть!

Прочность и устойчивость грунта зависят от его физических свойств.Почва с хорошей структурой более устойчива. Текстуры глины часто более стабильны, чем текстуры песка, потому что они имеют лучшую структуру. Тем не менее, сочетание размеров частиц (и размеров пор) лучше всего подходит для инженерии (так же, как это лучше всего подходит для выращивания сельскохозяйственных культур). Также важно, чтобы почва была устойчива к циклам увлажнения и высыхания, чтобы расширяющаяся почва не растрескивала дороги или фундаменты. Некоторые глинистые минералы из семейства смектитов с большей вероятностью сжимаются и расширяются во время циклов смачивания и высыхания, чем минералы из других семейств, например каолинит.

Хорошая почва также должна иметь способность улавливать осадки, чтобы сток и эрозия не повреждали строения. Наконец, хорошие почвы для инфраструктуры имеют сбалансированный химический состав, поэтому не происходит коррозии строительных материалов.

Здания трескаются, если их не поставить на почву надлежащего качества. Кредит: Л. Болдуин

Как все это объединяется? Карты почвы — отличный инструмент, помогающий инженерам определить наилучшее место для своего проекта. Почвенные карты создаются почвоведами и представляют такую ​​информацию, как:
— уклон поверхности земли
— биологические, химические и физические свойства почвы
— потенциал стока, дренажа или накопления воды.

Почвенные карты также доступны для общего доступа в Службе охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США на сайте Web Soil Survey.

Немногие строительные площадки начинаются с идеальных условий. Хороший инженерный проект включает в себя корректирующие меры и методы управления. Например, можно добавить дренаж или изменить форму поверхности земли, чтобы отвести воду от участка. Важно знать, какие существуют свойства почвы, чтобы избежать проблем в будущем.

Есть несколько хорошо известных примеров структурных разрушений, вызванных недостатком знаний о почве.Одной из самых известных является Пизанская башня. Земля под ним казалась стабильной в сухой сезон, когда началось строительство, но почва стала неустойчивой во время сезона дождей и просела под тяжестью здания. Хуже того, он затонул неравномерно, в результате чего башня стала наклонной. В дополнение к управлению дренажем, уплотнение и стабилизация почвы перед строительством может уменьшить проблемы с осадкой.

— Ответил: Ларри Ф. Болдуин, CPSS / NCLSS, Land Management Group, Inc.

Подробнее о треснувших фундаментах читайте в этом блоге Soils Matter.

Чтобы узнать больше, просмотрите видео SSSA «Здания и инфраструктура поддержки почвы».

Чтобы получать уведомления о будущих блогах, не забудьте подписаться на Soils Matter, нажав кнопку «Подписаться» в правом верхнем углу! Узнайте больше на нашей веб-странице о почвах. Там вы найдете дополнительную информацию об основах почвы, общественных садах, зеленой инфраструктуре, зеленых крышах, загрязнителях почвы, материалы для учителей и многое другое.

Дополнительные учебные материалы можно найти на различных веб-сайтах SSSA:

http://soils4teachers.org/  (планы уроков и мероприятий K-12)

http://soils4kids.org (Только для детей!)

http://soils.org/iys (Международный год почв, с книжкой-раскраской и ежемесячными идеями для учителей и ученых!)

Нравится:

Нравится Загрузка…

Родственные

Проектирование мелкозаглубленных фундаментов на грунтах и ​​скалах с учетом соображений осадки

Abstract

В современном проектировании фундаментов упор делается на осадку, а не на несущую способность, Décourt (1999) и Fellenius (1999).В Бразилии, как и во многих других странах, стандартный тест на проникновение, SPT, безусловно, наиболее часто используется на месте. Эффективность бразильского ППД составляет около 72%, а его сопротивление проникновению обозначено как N ₇₂ . Декур и Куарежма Филью (1991, 1994) представили очень важное усовершенствование этого теста, SPT-T. После проникновения пробоотборника в грунт измеряется крутящий момент, необходимый для преодоления трения между пробоотборником и грунтом, T, и вводится понятие эквивалентного N (N _eq ), где N _eq = T(кгс .м/1,2 или Н.м/12), Décourt (1991). Этот тест обеспечивает два совершенно разных и очень полезных измерения в одной и той же точке. Осадка фундаментов рассчитывается по предложению Décourt (1994b, 1999), исходные данные даются стандартными испытаниями на проникновение, SPT, SPT-T и CPT. Основной целью любого хорошего проекта фундамента является обеспечение одинаковой осадки для всех оснований. Программа ZDSM (метод осадки с нулевым дифференциалом) вычисляет для заданного значения осадки напряжения и размеры всех фундаментов (предполагаемая площадь).Сапролитовые почвы можно очень легко и точно анализировать с помощью SPT-T вместо SPT, используя N _eq вместо N _SPT , поскольку последний не является надежным для таких почв, Décourt and Niyama (1994). Однако для латеритных почв (LS) до сих пор нет простого теста, который можно было бы использовать. Использование модуля сдвига для низких деформаций, G ₀ , также в качестве критерия индекса, как это сейчас предлагается, кажется очень многообещающим. Для мелкозаглубленных фундаментов на скальной породе важно выявить слабые места материала, выветривания и трещинообразования, а также улучшить его массовые характеристики путем армирования.Основная цель состоит в том, чтобы превратить природный камень в материал, по крайней мере такой же жесткости, как железобетон с высоким сопротивлением, который можно использовать для конструкции (f _ck ≈50 МПа). В настоящее время предлагается новый метод проектирования безопасных, быстрых и экономичных оснований на скалах.

Фундаменты на глинистой почве | LABC

Будьте особенно осторожны при копании фундамента в глинистой почве, особенно если поблизости есть деревья. Глинистые почвы на 40% состоят из воды, но деревья могут изменять это количество по-разному в течение года, заставляя почву сжиматься или набухать с достаточной силой, чтобы воздействовать на фундамент здания, поэтому очень важно, чтобы фундамент был на нужной глубине. предотвратить движение.

Вы можете определить, является ли ваша почва глиной, сжав ее — если она остается в той форме, которую вы с ней сделали, и не крошится, вероятно, это глина (но в очень сухих условиях даже глина крошится).

Пластичная глина

В Великобритании существует три типа глины, классифицируемых по их «пластичности» (или насколько они могут изменять объем из-за содержания воды):

• Глины с самой высокой пластичностью (и, следовательно, с самым высоким риском) обычно находятся на юго-востоке Англии, простираясь через Ист-Мидлендс до Хамбера на севере и вниз до Бата на западе.
• Глины средней пластичности встречаются на остальной части юго-востока, через Мидлендс и выше за устьем Хамбера в направлении северо-востока. Есть также несколько изолированных районов на северо-западе Англии недалеко от побережья.
• Остальная часть Англии и Уэльса, как правило, представляют собой глины с низкой пластичностью, но они все же сопряжены с определенным риском.

Минимальная глубина

Сезонные изменения влияют на глинистые почвы, вызывая их набухание зимой и сморщивание летом. Вот почему для каждого типа глины существуют минимальные глубины фундамента.Ленточные, траншейные или насыпные фундаменты должны быть залиты минимум на 750 мм в глинах с низкой пластичностью, 900 мм в средних и 1000 мм в зонах повышенного риска.

Используйте бесплатный калькулятор глубины фундамента

Беда с деревьями

Но этих минимальных глубин недостаточно там, где есть деревья. В засуху деревья будут высасывать влагу из глины, вызывая усадку почвы и вызывая серьезную осадку и растрескивание домов с неглубоким фундаментом. Спил соседнего дерева тоже не поможет.

В нормальных погодных условиях глина приспосабливается к тому, как близлежащие деревья используют воду, и поддерживает постоянное количество воды, когда деревья вытягивают то, что им нужно. Если вы удалите взрослое дерево, глина не сможет удержать лишнюю воду и набухнет — иногда с достаточной силой, чтобы сдвинуть фундамент и поднять бетонные перекрытия, вызывая серьезные структурные повреждения.

Так что сруби дерево или оставь его, в любом случае тебя обманут! Единственный выход — сформировать фундамент под областью, затронутой деревьями.

Не уверены в своем типе почвы? Посетите http://mapapps2.bgs.ac.uk/ukso/home.html

.

Копать глубоко

Малоизвестный факт о инспекторах по строительному контролю в районах с усадочной глиной заключается в том, что все они являются экспертами по деревьям — или, по крайней мере, у них часто есть «книга деревьев» в машине. Это потому, что тип дерева определяет глубину фундамента — все они имеют разную потребность в воде. Худшими виновниками являются очень высокие деревья, такие как тополя и другие крупные широколиственные породы.

Если у вас есть дерево с высоким водопотреблением, влияние на глубину фундамента может быть огромным — часто требуются траншеи глубиной до 3 м с дополнительными мерами предосторожности, такими как сжимаемые доски для защиты от пучения. Так как же определить необходимую глубину?

Калькулятор глубины фундамента

Используйте бесплатно доступный калькулятор глубины фундамента LABC Warranty Foundation, который охватывает подавляющее большинство деревьев, произрастающих в Великобритании. Все, что вам нужно сделать, это ввести тип почвы, тип дерева и расстояние от здания, и этот онлайн-инструмент покажет вам необходимую глубину фундамента.

Это очень удобно при оценке работы, так как вы можете заранее дать гораздо лучшее представление о стоимости фундамента для вашего клиента.

См. раздел «Основы гарантии LABC» в их Техническом руководстве

.

Читайте другие наши статьи о работе с фундаментами

Обратите внимание: мы приложили все усилия, чтобы информация была верной на момент публикации. Любое предоставленное письменное руководство не заменяет профессионального суждения пользователя. Обязанность ответственного лица или лица, выполняющего работу, заключается в обеспечении соблюдения соответствующих строительных норм или применимых технических стандартов.

---

^{Эта статья обновлена ​​28 марта 2022 г.}

.